镓硼酸盐的合成、结构及光催化性质

《镓硼酸盐的合成、结构及光催化性质》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、镓硼酸盐的合成、结构及光催化性质②重庆大学硕士学位论文(学术学位)学生姓名：井艳指导教师：高文亮副教授杨韬研究员丛日红副教授专业：化学学科门类：理学重庆大学化学化工学院二O一三年四月Synthesis，StructureandPhotocatalyticPropertiesofGalliumBorateAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheMaster’SDegreeofScienceByJingYanSupervisedbyAss．Prof．Gaowenlian

2、gProf．YangTaoAss．Prof．CongrihongSpecialty：ChemistryCollegeofChemistryandChemicalEngineeringofChongqingUniversity,Chongqing，ChinaApril，2013中文摘要摘要本论文采用硼酸作为反应介质和反应物的方法，研究了Ga203．H3803体系，得到两种镓的硼酸盐、一种具有新型结构的含镓化合物以及一些镓的氧化物。另外，还利用水热合成方法得到了钛酸铅及过渡金属铌酸盐。本文所得材料的光催化性质均通过紫外光照射下亚甲基蓝的脱色反应和光解水制氢反应进行考察。主要成果如下：1

3、．不同于传统的水热合成方法，采用硼酸熔融法合成得到HGa386012(OH)4微孔针状晶体，合成过程中未使用任何有机模板剂。其骨架是由镓氧八面体共边连接起来围成的三维孔道结构。金属A1，Fe，Cr可以取代HGa386012(OH)4巾的Ga，形成同构化合物。紫外光照射lh，此化合物可使亚甲基蓝脱色83．6％，光解水产氢效率为0．329mol／h／0．19。2．对HGa386012(0H)4化合物进行水洗，可以得到比表面积为88．60m2／g的GaOOH。利用水解方法制得的GaOOH尺寸为5—10rim，是典型的量子点纳米材料。光催化结果表明，紫外光照射lh，GaOOH可使亚甲基蓝脱

4、色率达87．8％，光解水制氢效率为10．879mol／h／0．19，其在光催化领域的应用潜能巨大。3．分别利用硼酸熔融法、高温固相法、柠檬酸盐络合法以及热分解法得到了莫来石型结构的Ga48209。其中，利用固相法制得的样品为宽约10nm左右的棒状纳米材料。本文首次研究’『，Ga48209的光吸收性能，硼酸熔融法所得样品禁带宽度约为3．61ev。固相法所得Ga48209样品具有优良的光解水性质，效率为12．65umol／h／0．19，这与它的纳米尺寸是分不开的。4．通过硼酸熔融法，得到了一种具有新结构的含镓化合物H2Ga407NO。结构中GaO四面体和八面体通过共边或共顶点连接形成十

5、元微孔结构。孔道被H+和NO中性分子填充。结构中H+可以被Li+交换。H2Ga40TNO可以使亚甲基蓝染料脱色，光解水制氢效率约为0．30p．mol／h，同时此化合物在紫外光照条件下可以催化有机物正己醇的氧化反应。5．对H2Ga407NO加热焙烧，可以得到高度结晶化的介孔￡一Ga203材料，进一步焙烧，最终转化为B相。焙烧时升温速率及焙烧时间可以调控孔的大小及分布。紫外光照射1h，￡．Ga203作为催化剂，亚甲基蓝脱色率可达到92．8％。光解水制氢速率为2．81Irtmol／h／0．19，负载1％wt的金属Pt后，光解水制氢效率提高到37．231amol／h／0．19。6．利用水热

6、合成方法，制得了钙钛矿型、焦绿石型钛酸铅。反应体系的酸重庆大学硕士学位论文碱度对产物影响很大。钙钛矿相中不存在铅的空位以及四价铅，而焦绿石相中可能混有少量Pb02相，此相将焦绿石相包裹。钙钛矿相钛酸铅在可见光和紫外光照射下均具有光催化活性，亚甲基蓝脱色率分别为44．0％、54．1％。目前，焦绿石相未发现有明显光催化活性。7．利用水热法制得高比表面积的MnNb206(30．32m2／g)和ZnNb206(101．78m2／g)粉末。体系的pH值是决定性因素。较之传统的高温固相合成，水热合成方法所得样品对亚甲基蓝的脱色效果更明显。关键词：硼酸熔融法，镓硼酸盐，钛酸铅，铌酸盐，光催化英文

7、摘要ABSTRACTInthisthesis，anewsynthesismethodusingboricasreactantandfluxwasemployedintheGa203一H3803systemandobtainedtwogalliumborates，onenovelgalliumcontainingcompoundmidseveralgalliumoxides．Inaddition，thehydrothermalsynthesismethodhasbeen